第一篇:高电压复习题
一、填空题;
1.在极不均匀电场中,间隙完全被击穿之前,电极附近会发生(1),产生暗蓝色的晕光。2.冲击电压分为(2)和(3)。
3.固体电介质的击穿有(4)、(5)和(6)等形式。
4.某110KV电气设备从平原地区移至高原地区,其工频耐压水平将(7)。5.在线路防雷设计时,110KV输电线路的保护角一般取(8)。6.(9)是指一年中有雷暴的天数。
7.电压直角波经过串联电容后,波形将发生变化,变成(10)波。
8.电介质的极化:在外电场的作用下,电介质中的正、负电荷将沿着电场方向作(11)的位移或者转向,从而形成(12)的现象。9.吸收现象:(13)电压U加在固体电介质时,通过电介质中的(14)将随着时间而(15),最终达到某一稳定值的现象。
10.伏秒特性:工程上用气隙击穿期间出现的冲击电压的(16)和放电时间的关系来表征气隙在冲击电压下的(17),称为伏秒特性。
11.电晕放电取决于电极外气体空间的(18)。
二、选择题;
1.解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用()。A.汤逊理论 B.流注理论 C.巴申定律 D.小桥理论
2.若固体电介质被击穿的时间很短、又无明显的温升,可判断是()。A.电化学击穿 B.热击穿 C.电击穿 D.各类击穿都有 3.下列试验中,属于破坏性试验的是()。
A.绝缘电阻试验 B.冲击耐压试验 C.直流耐压试验 D.局部放电试验 4.输电线路的波阻抗的大小与线路的长度()。A.成正比 B.成反比 C.无关 D.不确定 5.下列不属于输电线路防雷措施的是()。
A.架设避雷线 B.架设耦合地线 C.加设浪涌吸收器 D.装设自动重合闸
三、判断题
1.固体电介质的击穿方式:电击穿、热击穿、电化学击穿。2.分电离性老化、电导性老化、电解性老化称为热老化。3.主放电阶段的特点:主放电存在的时间极长;电流极大。4.接地电阻主要是指接地体与设备电位之间的土壤的电阻。5.电介质的损耗是电导损耗和极化损耗的总称。
三、名词解释
1、自持放电和非自持放电
答:必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电
不需其他任何加外电离因素而仅由电场的作用就能自行维持的放电称为自持放电。
2、介质损失角正切 答:电流与电压的夹角 是功率因数角,令功率因数角的余角为δ,显然是中的有功分量,其越大,说明介质损耗越大,因此δ角的大小可以反映介质损耗的大小。于是把δ角定义为介质损耗角。
3、吸收比和极化指数
答:加压60秒的绝缘电阻与加压15秒的绝缘电阻的比值为吸收比。加压10分钟的绝缘电阻与加压1分钟的绝缘电阻的比值为极化指数。
4、反击和绕击 答:雷击线路杆塔顶部时,由于塔顶电位与导线电位相差很大,可能引起绝缘子串的闪络,即发生反击。
雷电绕过避雷线击于导线,直接在导线上引起过电压,称为绕击。
5、保护角
答:保护角是指避雷线与所保护的外侧导线之间的连线与经过避雷线的铅垂线之间的夹角。6.冲击闪络转化为稳定的工频电弧的概率,称为建弧率。7.局部放电是怎样产生的? 答:杂质存在导致电场分布不均匀,电压U达到一定值时,会首先在气泡或杂质中产生放电,既局部放电。
8.局部放电的检测方法:
①直接用局部放电检测仪进行测量,用专用的无晕电源设备。
②油色谱分析:主要是检测绝缘油中乙炔气体的含量。
9.绝缘材料:即在高电压工程中所用的各种电介质,又称绝缘介质。
10.电介质的极化:在外电场的作用下,电介质中的正、负电荷将沿着电场方向作有限的位移或者转向,从而形成电矩的现象。
11.吸收现象:直流电压U加在固体电介质时,通过电介质中的电流将随着时间而衰减,最终达到某一稳定值的现象。
12.过电压:超过设备最高运行电压而对绝缘有危害的电压升高。分为雷电过电压和内部过电压。
13.雷电放电三阶段:(1)先导放电阶段(2)主放电阶段(3)余光放电阶段。
四、简答:
1、简述汤逊理论和流注理论的异同点,并说明各自的适用范围。答:汤逊理论和流注理论都是解释均匀电场的气体放电理论。
前者适用于均匀电场、低气压、短间隙的条件下;后者适用于均匀电场、高气压、长间隙的条件下。
不同点:
(1)放电外形 流注放电是具有通道形式的。根据汤逊理论,气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展。
(2)放电时间 根据流注理论,二次电子崩的起始电子由光电离形成,而光子的速度远比电子的大,二次电子崩又是在加强了的电场中,所以流注发展更迅速,击穿时间比由汤逊理论推算的小得多。
(3)阴极材料的影响 根据流注理论,大气条件下气体放电的发展不是依靠正离子使阴极表面电离形成的二次电子维持的,而是靠空间光电离产生电子维持的,故阴极材料对气体击穿电压没有影响。根据汤逊理论,阴极材料的性质在击穿过程中应起一定作用。实验表明,低气压下阴极材料对击穿电压有一定影响。
2、试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因。
答:当两电极间的电压逐渐升高时,放电总是发生在沿固体介质的表面上,此时的沿面闪络电压已比纯空气间隙的击穿电压低很多,其原因是原先的均匀电场发生了畸变。产生这种情况的原因有:
(1)固体介质表面不是绝对光滑,存在一定的粗糙程度,这使得表面电场分布发生畸变。(2)固体介质表面电阻不可能完全均匀,各处表面电阻不相同。(3)固体介质与空气有接触的情况。(4)固体介质与电极有接触的状况。
3、固体电介质的电击穿和热击穿有什么区别? 答:固体电介质的电击穿过程与气体放电中的汤逊理论及液体的电击穿理论相似,是以考虑在固体电介质中发生碰撞电离为基础的,不考虑由边缘效应、介质劣化等原因引起的击穿。电击穿的特点是:电压作用时间短,击穿电压高,击穿电压与环境温度无关,与电场均匀程度有密切关系,与电压作用时间关系很小。
电介质的热击穿是由介质内部的热不平衡过程所造成的。热击穿的特点是:击穿电压随环境温度的升高按指数规律降低;击穿电压与散热条件有关,如介质厚度大,则散热困难,因此击穿电压并不随介质厚度成正比增加;当电压频率增大时,击穿电压将下降;击穿电压与电压作用时间有关。
4、在测试电气设备的介质损失角正切值时什么时候用正接线,什么时候用反接线;正接线和反接线各有什么特点? 答:使用西林电桥的正接线时,高压西林电桥的高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多,所以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥臂上,只要把试品和标准电容器放在高压保护区,用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上,则在低压桥臂上调节R3和C4就很安全,而且测量准确度较高。但这种方法要求被试品高低压端均对地 绝缘。
使用反接线时,即将R3和C4接在高压端,由于R3和C4处于高电位。桥体位于高压侧,抗干扰能力和准确度都不如正接线。现场试验通常采用反接线试验方法。5.试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因。
答:当两电极间的电压逐渐升高时,放电总是发生在沿固体介质的表面上,此时的沿面闪络电压已比纯空气间隙的击穿电压低很多,其原因是原先的均匀电场发生了畸变。产生这种情况的原因有:
(1)固体介质表面不是绝对光滑,存在一定的粗糙程度,这使得表面电场分布发生畸变。(2)固体介质表面电阻不可能完全均匀,各处表面电阻不相同。(3)固体介质与空气有接触的情况。(4)固体介质与电极有接触的状况。
6.测试电容量较大的被试品的绝缘电阻时如何防止被试品反放电烧坏兆欧表?为什么要对被试品充分放电? 答:测试电容量较大的被试品的绝缘电阻时一定要在停止摇动兆欧表之前,先解开被试品的接线。
电容量较大的被试品在测完接地电阻时,根据电容充放电的原理,往往会带上大量的电荷,所以必须对其充分放电。
7.输电线路的防雷措施:(1)架设避雷线(2)降低杆塔接地电阻(3)架设耦合地线(4)采用中性点非有效接地方式(5)加强线路绝缘(6)采用不平衡绝缘方式(7)架设自动重合闸(8)采用线路用避雷器。
8.架设避雷器的作用:其主要作用是防止雷直击导线;同时在雷击塔顶时起分流作用,可以减小塔顶电位;对导线有耦合作用,可以降低绝缘子串上的电压;对导线有屏蔽作用,可以降低导线上的感应过电压。
9.氧化锌避雷器的优点:(1)结构简单,并具有优异的保护特性。(2)耐重复动作能力强。(3)通流容量大。(4)造价较低,技术经济效益显著。
10.防止绝缘子污秽闪络的措施:(1)采用适当的爬电比距。(2)选用新型的合成绝缘子。(3)定期对绝缘子进行清扫,或采取带电水清洗的方法。(4)在绝缘子表面涂憎水性的防污涂料,使绝缘子表面不易形成连续的水膜。(5)采用半导体釉绝缘子。(6)加强绝缘或使用大爬电距离的所谓的防污绝缘子。
四、综合题
1、直流电源合闸于空载线路的波过程。如图8-9所示,线路长度为l,t=0时合闸于电压为U0的直流电源,求线路末端B点电压随时间的变化。
解 合闸后,从t=0开始,电源电压U0自线路首端A点向线路末端B点传播,传播速度为,自A点传播到B点的时间设为t,设线路波阻抗为Z。
(1)当0< t < t 时,线路上只有前行的电压波和前行的电流波。(2)当t =t 时,波到达开路的末端B点,电压波和电流波分别发生正全反射和负全反射,形成反行的电压波和电流波。此反射波将于t =2t 时到达A点。9(3)当t ≤ t <2t 时,线路上各点电压由u1q 和u1 f 叠加而成,电流由i1q 和i1f 叠加而成。(4)当t =2t 时,反行波u1 f 到达线路的首端A点,迫使A点的电压上升为2U0。但由电源边界条件所决定的A点电压又必须为U0。因此反行波u1 f 到达A点的结果是使电源发出另一个幅值为一U0的前行波电压来保持A点的电压为U0,即在t =2t 之后,有一新的前行电压波自A点向B点行进,同时产生新的前行电流波。
(5)在2t≤ t <3t 时,线路上各点的电压由u1q、u1 f 和u2q 叠加而成,线路上各点的电流由i1q、i1f 和i2q 叠加而成。
(6)当t =3t 时,新的前行波到达B点,电压波和电流波分别发生正全反射和负全反射,形成新的反行电压波和电流波。此反射波将于t =4t 时到达A点。当3t ≤ t <4t 时,线路上各点电压由u1q、u1f、u2q 和u2f 叠加而成,电流由i1q、i1f、i2q和i2f 叠加而成。
(7)当t =4t 时,反行波u2f 到达线路的首端A点,迫使A点的电压下降为0。但由电源边界条件所决定的A点电压又必须为U0。因此反行波u2f 到达A点的结果是使电源发出另一个幅值为U0的前行波电压来保持A点的电压为U0,从而开始重复图8-9(a)所示的新的波过程。空载线路末端波形
如此反复往返传播,根据所有前行反行波叠加的结果,可以得到如图8-10所示线路末端B点电压的电压随时间变化的曲线。2安装避雷针(线)的注意事项:
答案一:在发电厂和变电站的建筑物及露天配电装置中,必须加装多跟避雷针(线),并可靠接地,以防止直击雷的危害。同时要注意,雷击避雷针(线)时,高达上百千安的雷电流流经接地线引下线,会在接地电阻Ri和避雷针铁塔本身的电感上产生压降,所以被保护物不能与避雷针靠的太近,以免发生反击现象。
答案二:(1)独立避雷针应距道路3m以上,否则应铺碎石或沥青路面,以保证人身不受跨步电压的危害。(2)严禁将架空照明线、电话线、广播线及天线等装在避雷针上或其构架上。(3)发电厂主厂房上一般不装设避雷针,以免发生感应或反击,使继电保护误动作或者造成绝缘损坏。(4)列车电站的电气设备装在金属车厢内,受到车厢一定程度的屏蔽作用,但因发电机的绝缘较弱,雷击车厢时可能发生反击事故。(5)110KV及以上的配电装置,可以将线路的避雷线引导出线门型构架上,但土壤电阻率大于1000Ω·m的地区,应装设集中接地装置。
3.某油罐直径为10m,高10米,现采用单根避雷针进行保护,避雷针距离油罐壁为5m,请问避雷针的高度应是多少?
解:根据题意可知:hx=10m, rx=10+5=15 m , 求h=? 当hx≥h 时,有 rx=(h-hx)p 15=(h-10)×1 解得: h=25m 因为h=25m时不满足hx≥h,所以应按hx<h算 rx=(1.5h-2hx)p 15=(1.5h-2hx)×1 解得:h=23.3m 所以避雷针的高度至少应是23.3m.。
第二篇:高电压复习题缩印
1、自持放电和非自持放电——-——答:必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电,不需其他任何加外电离因素而仅由电场的作用就能自行维持的放电称为自持放电。
2、介质损失角正切
IUIRRIcCICIRIU
中的有功分量,其越大,说明介质损耗答:电流与电压的夹角 是功率因数角,令功率因数角的余角为δ,显然R是II越大,因此δ角的大小可以反映介质损耗的大小。于是把δ角定义为介质损耗角。
tgIRU/R1 ICUCRC3、吸收比和极化指数 —— 答:加压60秒的绝缘电阻与加压15秒的绝缘电阻的比值为吸收比加压10分钟的绝缘电阻与加压1分钟的绝缘电阻的比值为极化指数。
4、反击和绕击 —— 答:雷击线路杆塔顶部时,由于塔顶电位与导线电位相差很大,可能引起绝缘子串的闪络,即发生反击。雷电绕过避雷线击于导线,直接在导线上引起过电压,称为绕击。
5、保护角 ——答:保护角是指避雷线与所保护的外侧导线之间的连线与经过避雷线的铅垂线之间的夹角。
四、简答:(45分)——
1、简述汤逊理论和流注理论的异同点,并说明各自的适用范围。答:汤逊理论和流注理论都是解释均匀电场的气体放电理论。前者适用于均匀电场、低气压、短间隙的条件下;后者适用于均匀电场、高气压、长间隙的条件下。不同点:(1)放电外形 流注放电是具有通道形式的。根据汤逊理论,气体放电应在整个间隙中均匀连续地发展。(2)放电时间 根据流注理论,二次电子崩的起始电子由光电离形成,而光子的速度远比电子的大,二次电子崩又是在加强了的电场中,所以流注发展更迅速,击穿时间比由汤逊理论推算的小得多。(3)阴极材料的影响 根据流注理论,大气条件下气体放电的发展不是依靠正离子使阴极表面电离形成的二次电子维持的,而是靠空间光电离产生电子维持的,故阴极材料对气体击穿电压没有影响。根据汤逊理论,阴极材料的性质在击穿过程中应起一定作用。实验表明,低气压下阴极材料对击穿电压有一定影响。
2、试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因。答:当两电极间的电压逐渐升高时,放电总是发生在沿固体介质的表面上,此时的沿面闪络电压已比纯空气间隙的击穿电压低很多,其原因是原先的均匀电场发生了畸变。产生这种情况的原因有:(1)固体介质表面不是绝对光滑,存在一定的粗糙程度,这使得表面电场分布发生畸变。(2)固体介质表面电阻不可能完全均匀,各处表面电阻不相同。(3)固体介质与空气有接触的情况。4)固体介质与电极有接触的状况。
3、固体电介质的电击穿和热击穿有什么区别? 答:固体电介质的电击穿过程与气体放电中的汤逊理论及液体的电击穿理论相似,是以考虑在固体电介质中发生碰撞电离为基础的,不考虑由边缘效应、介质劣化等原因引起的击穿。电击穿的特点是:电压作用时间短,击穿电压高,击穿电压与环境温度无关,与电场均匀程度有密切关系,与电压作用时间关系很小。电介质的热击穿是由介质内部的热不平衡过程所造成的。热击穿的特点是:击穿电压随环境温度的升高按指数规律降低;击穿电压与散热条件有关,如介质厚度大,则散热困难,因此击穿电压并不随介质厚度成正比增加;当电压频率增大时,击穿电压将下降;击穿电压与电压作用时间有关。
4、在测试电气设备的介质损失角正切值时什么时候用正接线,哪时用反接线;正接线和反接线各什么特点? 答:使用西林电桥的正接线时,高压西林电桥的高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多,所以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥臂上,只要把试品和标准电容器放在高压保护区,用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上,则在低压桥臂上调节R3和C4就很安全,而且测量准确度较高。但这种方法要求被试品高低压端均对地 绝缘。使用反接线时,即将R3和C4接在高压端,由于R3和C4处于高电位。桥体位于高压侧,抗干扰能力和准确度都不如正接线。现场试验通常采用反接线试验方法。
5、局部放电是怎样产生的?在电力系统中常用什么方法进行测量,为什么? 答:杂质存在导致电场分布不均匀,电压U达到一定值时,会首先在气泡或杂质中产生放电,既局部放电。局部放电的检测方法:①直接用局部放电检测仪进行测量,用专用的无晕电源设备。②油色谱分析:主要是检测绝缘油中乙炔气体的含量。
6、测试电容量较大的被试品的绝缘电阻时如何防止被试品反放电烧坏兆欧表为什么要对被试品充分放电?答:测试电容量较大的被试品的绝缘电阻时一定要在停止摇动兆欧表之前,先解开被试品的接线。电容量较大的被试品在测完接地电阻时,根据电容充放电的原理,往往会带上大量的电荷所以必须对其充分放电。
7、测量电气设备的介损tgδ能发现什么缺陷?不能发现什么缺陷?在测试时要注意什么? 答:能发现的缺陷:1绝缘体受潮,绝缘老化;2贯穿性缺陷;3分布式缺陷;4小型设备集中性缺陷 不能发现的缺陷:大型设备的局部性缺陷可能被掩盖,所以现场仍要做分解试验。在测试时要注意:(1)必须有良好的接地;(2)反接线要注意引线的悬空处理;(3)被试品表面要擦拭干净;(4)能做分解试验的要尽量做分解试验。
8、输电线路遭受雷击发生跳闸需要满足的两个条件,并解释建弧率的概念。答:输电线路遭受雷击发生跳闸需要满足两个条件。首先是直击线路的雷电流超过线路的耐雷水平,线路绝缘将发生冲击闪络。但是它的持续时间只有几十微秒,线路开关还来不及跳闸,因此必须满足第二个条件——冲击电弧转化为稳定的工频电弧,才能导致线路跳闸,冲击闪络转化为稳定的工频电弧的概率,称为建弧率。
9、ZnO避雷器的主要优点。——答:与普通阀型避雷器相比,ZnO避雷器具有优越的保护性能。(1)无间隙。在正常工作电压下,ZnO电阻片相当于一绝缘体,工作电压不会使ZnO电阻片烧坏,因此可以不用串联火花间隙。2)无续流。当电网中出现过电压时,通过避雷器的电流增大,ZnO电阻片上的残压受其良好的非线性特性控制;当过电压作用结束后,ZnO电阻片又恢复绝缘体状态,续流仅为微安级,实际上可认为无续流。3)电气设备所受过电压能量可以降低。虽然在10kA雷电流下的残压值ZnO避雷器与SiC避雷器相同,但由于后者只在串联火花间隙放电后才有电流流过,而前者在整个过电压过程中都有电流流过,因此降低了作用在变电站电气设备上的过电压幅值。4)通流容量大。ZnO避雷器的通流能力,完全不受串联间隙被灼伤的制约,仅与阀片本身的通流能力有关。5)易于制成直流避雷器。因为直流续流不象工频续流一样存在自然零点,所以直流避雷器如用串联间隙就难以灭弧。ZnO避雷器没有串联间隙,所以易于制成直流避雷器。
1、极性效应 ——————答:在极不均匀电场中,高场强电极的不同,空间电荷的极性也不同,对放电发展的影响也不同,这就造成了不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同,以及间隙击穿电压的不同,为极性效应。2、50%冲击放电电压 ————————答:工程上采用50%冲击击穿电压(U50%)来描述间隙的冲击击穿特性,即在多次施加同一电压时,用间隙击穿概率为50%的电压值来反映间隙的耐受冲击电压的特性
3、进线段保护————答:进线段保护是指在临近变电站12km的一段线路上加强防雷保护措施。
4、接地电阻————答:接地极或自然接地极的对地电阻和接地线电阻的总和,称为接地装置的接地电阻。
5、建弧率——————————答:冲击闪络转化为稳定的工频电弧的概率,称为建弧率。
四、简答:(共40分,每小题5分)
1、试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因。答:当两电极间的电压逐渐升高时,放电总是发生在沿固体介质的表面上,此时的沿面闪络电压已比纯空气间隙的击穿电压低很多,其原因是原先的均匀电场发生了畸变。产生这种情况的原因有:(1)固体介质表面不是绝对光滑,存在一定的粗糙程度,这使得表面电场分布发生畸变。(2)固体介质表面电阻不可能完全均匀,各处表面电阻不相同。(3)固体介质与空气有接触的情况。(4)固体介质与电极有接触的状况。
2、简要解释小桥理论。——————答:工程实际中使用的液体电介质不可能是纯净的,不可避免地混入气体(即气泡)、水分、纤维等杂质。这些杂质的介电常数小于液体的介电常数,在交流电场作用下,杂质中的场强与液体介质中的场强按各自的介电常数成反比分配,杂质中场强较高,且气泡的击穿场强低,因此杂质中首先发生放电,放电产生的带电粒子撞击液体分子,使液体介质分解,又产生气体,使气泡数量增多,逐渐形成易发生放电的气泡通道,并逐步贯穿两极,形成“小桥”,最后导致击穿在此通道中发生。
3、在测试电气设备的介质损失角正切值时哪时用正接线,哪时用反接线;正接线和反接线各有什么特点? 答:使用西林电桥的正接线时,高压西林电桥的高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多,所以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥臂上,只要把试品和标准电容器放在高压保护区,用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上,则在低压桥臂上调节R3和C4就很安全,而且测量准确度较高。但这种方法要求被试品高低压端均对地 绝缘。使用反接线时,即将R3和C4接在高压端,由于R3和C4处于高电位。桥体位于高压侧,抗干扰能力和准确度都不如正接线。现场试验通常采用反接线试验方法。
4、固体电介质的电击穿和热击穿有什么区别? 答:固体电介质的电击穿过程与气体放电中的汤逊理论及液体的电击穿理论相似,是以考虑在固体电介质中发生碰撞电离为基础的,不考虑由边缘效应、介质劣化等原因引起的击穿。电击穿的特点是:电压作用时间短,击穿电压高,击穿电压与环境温度无关,与电场均匀程度有密切关系,与电压作用时间关系很小。电介质的热击穿是由介质内部的热不平衡过程所造成的。热击穿的特点是:击穿电压随环境温度的升高按指数规律降低;击穿电压与散热条件有关,如介质厚度大,则散热困难,因此击穿电压并不随介质厚度成正比增加;当电压频率增大时,击穿电压将下降;击穿电压与电压作用时间有关。
5、简要论述汤逊放电理论———答:当外施电压足够高时,一个电子从阴极出发向阳极运动,由于碰撞游离形成电子崩,则到as达阳极并进入阳极的电子数为e个(α为一个电子在电场作用下移动单位行程所发生的碰撞游离数;s为间隙距离)。因碰撞游
as离而产生的新的电子数或正离子数为(e-1)个。这些正离子在电场作用下向阴极运动,并撞击阴极.若1个正离子撞击阴极能
as-从阴极表面释放r个(r为正离子的表面游离系数)有效电子,则(e1)个正离子撞击阴极表面时,至少能从阴极表面释放出一个有效电子,以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子,则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为asr(e-1)=1。6,测试电容量较大的被试品的绝缘电阻时如何防止被试品反放电烧坏兆欧表?为何要对被试品充分放电? 答:测试电容量较大的被试品的绝缘电阻时一定要在停止摇动兆欧表之前先解开被试品的接线。电容量较大的被试品在测完接地电阻时,根据电容充放电的原理,往往会带上大量的电荷,所以必须对其充分放电。
7、测量绝缘材料的泄漏电流为什么用直流电压而不用交流电压? 答:因为直流电压作用下的介质损失仅有漏导损失,而交流作用下的介质损失不仅有漏导损失还有极化损失。所以在直流电压下,更容易测量出泄漏电流。
8、什么是变压器的主绝缘、匝间绝缘和分级绝缘。————答:主绝缘:发电机、变压器各点对地绝缘。匝间绝缘:变压器多匝绕组间的绝缘。分级绝缘:各个不同的电压等级采取不同的绝缘等级。
1、均匀电场和不均匀电场中气体间隙的放电特性有什么不同。答:(1)极不均匀电场的击穿电压比均匀电场低;(2)极不均匀电场如果是不对称电极,则放电有极性效应;(3)极不均匀电场具有特殊的放电形式——电晕放电。
2、在测试电气设备的介质损失角正切值时什么时候用正接线,什么时候用反接线;正接线和反接线各有什么特点?————————答:使用西林电桥的正接线时,高压西林电桥的高压桥臂的阻抗比对应的低压臂阻抗大得多,所以电桥上施加的电压绝大部分都降落在高压桥臂上,只要把试品和标准电容器放在高压保护区,用屏蔽线从其低压端连接到低压桥臂上,则在低压桥臂上调节R3和C4就很安全,而且测量准确度较高。但这种方法要求被试品高低压端均对地 绝缘。使用反接线时,即将R3和C4接在高压端,由于R3和C4处于高电位。桥体位于高压侧,抗干扰能力和准确度都不如正接线。现场试验通常采用反接线试验方法。
3、局部放电是怎样产生的?在电力系统中常用什么方法进行测量,为什么? 答:杂质存在导致电场分布不均匀,电压U达到一定值时,会首先在气泡或杂质中产生放电,既局部放电。局部放电的检测方法:①直接用局部放电检测仪进行测量,用专用的无晕电源设备。②油色谱分析:主要是检测绝缘油中乙炔气体的含量。
4、以变压器为例,说明破坏性试验和非破坏性试验各有哪些? 答:非破坏性试验:(1)绝缘电阻及吸收比;(2)绕组连同套管的绝缘电阻;(3)变压比;(4)介损;(5)直流耐压及泄露————破坏性试验:(1)交流耐压试验;(2)冲击耐压试验。
5、什么是变压器的主绝缘、匝间绝缘和分级绝缘。————答:主绝缘:发电机、变压器各点对地绝缘。匝间绝缘:变压器多匝绕组间的绝缘。分级绝缘:各个不同的电压等级采取不同的绝缘等级。
第三篇:高电压考试复习题
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高电压考试复习题
1电解质极化 当外界电厂作用于电解质时,会在电介质沿电场方向的俩端形成等量异号电荷,对外呈现极象的现象。分类:电子式,离子式,偶极子式,空间电荷。
2电解质极化在工程上的意义:几种绝缘介质组合在一起使用时,应注意各种材料$R的配合,因为在交流和冲击电压下,串联电介质中的场强的分布与
成反比,小的介电系数的介质中场强高,其耐电程度也应高些
3介质电导与金属电导的区别:介质导电靠的是内部少量自由离子,而金属导电靠的是内部大量的自由电子,故电介质的电导是离子性电导,金属的电导是原子性电导。
4电介质的损耗:交流电压下有极化损耗和电导损耗,在直流电压时只有电导损耗。
5P=U2WCSTG,无论对介质的并联等值电路还是串联等值电路,在外加电压,频率,试品尺寸一定时,TG与P成正比,故TG可反映介质在交流电压下的介质损耗的大小,有功功率虽能反映交流电压下的介质的损耗的大小,但与其实验电压,试品尺寸有关,不同试品难以比较,TG为有功电流,无功电流的比值,仅取决于介质本身的特殊和状况与电压和试品尺寸无关,因而不同试品TG可相互比较。
6游离:原子从外界获得得能量足够大,使原子的一个或几个电子摆脱原子核的束缚而形成的自由电子和正离子的过程
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7气体分子游离方式:1碰撞游离,2光游离3热游离
8汤逊理论和流注理论的区别;汤逊理论1D《0.26低气压气体放电的电子崩,2冲满全部空间连续放电。3放电时间长。流注理论2D较大情空下气体放电2放电有分支3放电时间短此外与汤姆逊理论不同,流注理论认为电子的碰撞游离和空间光游离是形成自持放电的主要因素。空间电荷对电场的畸变作用是产生游离的主要原因。9自持放电:加在气隙上的电压达到气隙的临界击穿电压,不需要外界游离因素,靠电场本身就能维持的放电。条件:αd大于等于ln(1+1/γ)
2主电子崩的电荷必须达到一定的数值
10伏秒特性:对某一冲击电压波形,间隙的击穿电压和击穿时间的关系
11引入伏秒特性的意义:伏秒特性主要用于比较不同设备绝缘的冲击电压特性。
50%击穿电压:指多次施加某一波形和峰值一定的击穿电压时,间隙被击穿的概率为50%的击穿电压 13冲击系数:=50%击穿电压/静态击穿电压 14击穿特性:
15:沿面放电:沿着固体介质表面所进行的放电
16绝缘子串上电压分布的不均匀程度与绝缘子串的等值电路中各电容的相对大小和绝缘子片数有关。2在导线侧加屏蔽环相当于增大了CL,消除电晕
17:液体点击,纯净的是电击穿,杂志的是电击穿和气泡击穿
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18:减少液体介质杂质:过滤,祛气,防潮
19:覆盖:不改变油中电场分布,用在均匀电场,绝缘层改善电场分布,用在不均匀电场
20:直流电压下的介质损耗一般比交流电压作用下,局部放电也弱,所以直流电压下的击穿电压一般比交流下的大
21:累积效应:极不均匀电场中,冲击电压作用于固体介质上的电压会形成局部损伤,加压次数增加,介质的击穿电压也随之下降的现象。22:绝缘缺陷的分类:局部性缺陷,整体性缺陷 23:绝缘试验分类:绝缘特性试验,耐压试验
24:吸收比:被试品加压60s是的绝缘电阻R60s与加压15秒是的绝缘电阻R15s之比
25:干燥和受潮是绝缘电阻变化曲线原因:干燥时有吸收现象,绝缘电阻需要较长时间达到稳态值,稳态电阻值较高,吸收比大于1;受潮时绝缘电阻达到稳态值所需要的时间缩短,稳态值也低,吸收比接近1.26:高压西林电桥测量法:正接法
反接法
注意事项:假定电容C2的部分存在缺陷,缺陷体积和整体绝缘体积比越小,则C1/CX小C2中的缺陷在测整体的tgδ时难发现。
28.工频高电压测量:低压侧测量,由于因回路电流被试的容抗大于漏抗XL,故实验回路呈容性。因回路电流Ic在漏抗XL上产生的电 压降落IcXL与被试品上的电压Uc方向相反。从而使被试品上的电压Uc的大小高于电源电压U的大小,这种现象既是所谓的电容效应。
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高压侧测量
1.用静电电压表测量2用电容分压器配低压仪表测量3用球间隙测量4用高压电容器和整流装置串联测量
29.行波通过串联电感和并联电容异同:串联电感全反射时由于电感中的电流不能突变,电感相当于开路。入射波,稳态时L相当于短路。并联
电容:发生负的全反射,电容上的电压不能突变,初始瞬间电容相当于短路。共同点:都可以降低入侵波陡度。不同点:并联电容在Z2较大时 更经济。
30.冲击点晕对导线上波过程的影响:1是导线间耦合系数增大2使导线的波阻抗和波速减小3使波在传播过程中发生衰变和变形 31.入口电容:变压器对于变电站中波过程的影响皆可用一集中电容来代替,称为入口电容
32.改善绕组中电位分布方法:1静电补偿2采用纠结式绕组 33.冲击电压在绕组间的传递方法:1传递静电分量2传递电磁分量 34.雷击物体的过程可以看做是一数值为雷电流之半的电流被沿着一条波阻抗为Zn的通道向被击物传播的过程 35.雷暴日:指该地区一年中有雷电流放电的天数
36.阀式避雷器:1火花间隙分散性小,伏秒特性平缓,易于切断工频电流续流,有利于绝缘配合2阀片-阀片工作在低阻值区域,可使残压降低
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在高阻值区域,限制了续流
37.阀式避雷器的电气参数:1灭弧电压-指保证避雷器能够在工频续流器第一次过零值时灭弧的条件下,允许加在避雷器上的最高工频电压
2冲击放电电压-指在冲击电压的作用下避雷器放电的电压值3残压-指通过避雷器时,端子间传下的电压峰值4额定电压5工频放电电压
38.氧化锌避雷器:1保护性能优越2无续流,动作负载轻,耐重复动作能力强3流通容量大4适于大批量生产造价低廉
39.接地方式:防雷接地(雷电流的幅值大、雷电流等值频率高)、工作接地、保护接地
40.雷电压分为:直击雷过电压、感应雷过电压 41.防雷性能的优劣衡量:耐雷水平、雷击跳闸率
42.输电线路遭受直击雷三种情况:1雷击杆塔塔顶(工程中以降低杆塔接地电阻和提高耦合系数作为提高线路耐雷水平的主要手段)2雷击避雷器
档距中央3雷绕过避雷线击与导线
43.建弧率:在线路冲击闪络的总次数中,可能转为稳定工频电弧的比例
44.假设避雷线的作用:1防止雷直击导线同时还有分流作用以减小流经杆塔入地电流,从而降低杆塔电位2通过对导线耦合作用可以减小线路绝缘承受的电压
3对导线有屏蔽作用,可以降低感应过电压
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45。发电厂、变压站遭受雷危害来于:1雷直击于发电厂、变电站2雷击输电线后产生向发电厂、变电站入侵的雷电波
46.避雷线的保护角一般不宜超过20度。这样,雷击进线段线路时发生反击和绕击的概率将大大减小,可以防止或减少在进线段内形成入侵波
47。自持放电:达到最低击穿电压后,不需外界游离因素,靠电厂本身就能维持放电条件一:r(ead-1)>=1.r:即一个正离子撞击阴极表面时使
阴极平均溢出的电子流。表示:一个从阴极出发的起始电子发展电子崩达到阴极后,崩中(ead-1)个正离子移向阴极与阴极碰撞时,只要至少能
从阴极撞击出一个自由电子来,放电即可转入自持。条件二:间隙中一旦形成流注,放电即可由本身的游离自行维持
48。提高气体间隙场强的方法:1改进电极形状以改善厂分布2利用空间电荷改善电场分布3采用高气压4采用高电强度气体5采用高真空
49影响液体介质击穿电压的因素:1杂质2温度3电场的均匀程度4电压的作用时间5压力
50.棒板间隙棒极为负的击穿电压高于棒极为正的击穿电压棒极为负的起晕电压低于棒极为正的起晕电压。
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第四篇:高电压论文
高电压设备
1.学习本课程的意义和目的
通过学习这门课程,让我了解了这些电力设备(包括变压器、高压断路器、隔离开关、互感器、避雷器、绝缘子、电力电缆、电力电容器)的基本构造、工作原理及应用范围,各种高压电力设备的运行维护;配、用电设备的接地保护。学习这门课程的意义在于我们工作时可以使我们不再对这些电力设备陌生,可以更好的指导我们的工作,有利于我们在工作中的发展。2.本课程学习的内容 2.1 电力系统概述 2.1.1 电力系统构成
电力系统的构成:电力流、信息流、货币流。2.1.2 电力系统的额定电压
额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压,它是国家根据国民经济发展的需要,电力工业的水平和发展趋势,经全面技术经济分析后确定的。
确定额定电压的原则:
(1)线路(电网)额定电压 = 用电设备额定电压
(2)发电机额定电压 = 105%线路额定电压
(3)升压变压器额定电压:
一次侧 = 线路额定电压 = 发电机额定电压(与发电机相联:105%)
二次侧 = 110%线路额定电压
(4)降压变压器额定电压:
一次侧 = 线路额定电压
二次侧 = 110%(或105%)线路额定电压 2.1.3 电力网常用的主要电气设备
电力网中常用的电力设备有变压器,高压断路器,高压隔离开关,高压负荷开关,高压熔断器,互感器,避雷器,高压开关柜,低压电气设备。2.2 互感器
2.2.1 互感器的作用及工作特性
互感器的作用:
(1)将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值。(2)使低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离,且互感器二次侧接地,保证了人身和设备的安全。
(3)取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。
互感器的工作特性包括电流互感器的工作特性及电压互感器的工作特性。
2.2.2 电流互感器
按用途分:测量用电流互感器和保护用电流互感器。
电流互感器使用注意事项:
(1)电流互感器在工作时其二次侧不得开路。
(2)电流互感器的二次侧有一端必须接地。
(3)电流互感器在连接时,要注意其端子的极性。2.2.3 电压互感器
分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器。
为了达到安全和准确测量的目的,使用电压互感器必须注意以下事项:
(1)按要求的相序进行接线,防止接错极性,否则将引起某一相电压升高压 √3 倍。
(2)电压互感器二次侧应可靠接地,以防止电压互感器一、二次之间绝缘击穿,高电压窜入低压侧造成人身伤亡或设备损坏。2.3 高压开关电器 2.3.1 高压开关概述
开关电器是发电厂、变电所以及各类配电装置中不可缺少的电气设备,它们的作用是:
(1)正常工作情况下可靠地接通或断开电路;
(2)在改变运行方式时进行切换操作;
(3)当系统中发生故障时迅速切除故障部分,以保证非故障部分的正常运行;
(4)设备检修时隔离带电部分,以保证工作人员的安全。2.3.2 高压断路器
它在电网中的作用有两方面:
第一,是控制作用,即根据电力系统的运行要求,接通或断开工作电路; 第二,是保护作用,当系统中发生故障时,在继电保护装置的作用下,断路器自动断开故障部分,以保证系统中无故障部分的正常运行。
2.3.3 隔离开关
高压隔离开关的作用是隔离电源,倒闸操作,接通和断开小电流电路。
2.3.4 高压熔断器
作用:它串联在电路中,当电路发生短路或过负荷时,熔体熔断,切断故障电路使电气设备免遭损坏,并维持电力系统其余部分的正常工作。
2.3.5 高压负荷开关
高压负荷开关的分类:
(1)按使用地点分为户内型和户外型。
(2)按灭弧方式的不同,可以分为产气式、压气式、压缩空气式、油浸式、真空式、SF6式等,近年来,真空式发展很快,在配电网中得到了广泛应用。
(3)按是否带熔断器可分为带熔断器和不带熔断器。2.3.6 自动重合器
重合器是一种自身具有控制和保护功能的开关设备。自动重合器的操作顺序:分—合分—合分—合分 重合器有单相、三相两类。2.4 电力变压器
2.4.1 变压器的工作原理及分类
电磁感应原理制成的电气设备,具有变换电压、变换电流和变换阻抗的作用。大型变压器大多为油浸式变压器,它是由铁心、绕组、油箱、绝缘套管、出线装置、冷却装置和保护装置等部分组成。
按绕组形式分:双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器等。按相数分:单相变压器和三相变压器等。
按冷却方式分:为油浸式变压器和干式变压器等。2.4.2 电力变压器的构造
主要组成部分有绕组、铁心、油箱、套管、变压器油及冷却装置等。
2.5 电力电容器和电抗器 2.5.1 电力电容器 电力电容器的种类有并联电容器,串联电容器,耦合电容器,均压电容器,脉冲电容器。2.5.2 电抗器
电抗器在电力系统中的作用有:电力系统中所采取的电抗器,常见的有串联电抗器和并联电抗器。2.6 避雷器
2.6.1 雷击故障及防雷措施
线路遭受雷击的形式:感应雷,直击雷。雷击对线路的危害:
((2)雷击导线引起绝缘闪络,造成单相接地或相间适中短路,其短路电流可能把导线、金具、接地引下线烧伤甚至烧断。其烧伤的严重程度取决于短路功率及其作用的持续时间。
(3)架空地线档中落雷时,在与放电通道相连的那部分地线上,有可能灼伤、断股、强度降低,以致断地线。
(4)当线路遭受雷击时,由于导线、地线上的电压很高,还可能把交叉跨越的间隙或者杆塔上的间隙击穿。
防雷保护措施:
(1)避雷线—防止线路遭受直击雷,引雷入地;
(2)改善线路的接地或加强线路的绝缘—保证地线遭雷击后不引起间隙击穿而使绝缘闪络;
(3)减小线路绝缘上的工频电场强度或采用中性点非直接接地系统—保证即使线路绝缘受冲击发生闪络,也不至于变为两相短路或跳闸。
(4)采用自动重合闸或采用双回路或环网供电—保证即使线路跳闸也不至于中断供电。2.6.2 避雷器的分类
分为阀型;放电间隙型;高通滤波型;半导体型。
根据用途分为两大类,即电力避雷器和电信避雷器。2.7 绝缘子
2.7.1 绝缘子的作用,类别及材料
绝缘子的作用
绝缘子俗称为绝缘瓷瓶,它广泛地应用在发电厂和变电所的配电装置、变压器、各种电器以及输电线之中,用来支持和固定裸载流导体,并使裸导体与地绝缘,或者用于使装置和电气设备中处在不同电位的载流导体间相互绝缘。因此,要求绝缘子必须具有足够的电气绝缘强度、机械强度、耐热性和防潮性等等。
绝缘子的分类:针式绝缘子,蝴蝶式绝缘子,悬式绝缘子,棒式绝缘子和瓷横担,复合绝缘子,支柱绝缘子和穿墙套管。2.8 配用电设备接地 2.8.1 接地体与接地线
接地体有自然接地体、人工接地体,垂直埋设、水平埋设。
接地线:接地干线和接地支线;自然接地线和人工接地线。2.8.2 接地的一般要求
(1)所有的电气设备都应采用接地或接零。设计中应首先考虑自然接地。输送易燃易爆物质的金属管道不能做接地体
(2)在允许不同的电气设备使用一个总的接地装置时,其接地电阻值应满足其中最小值的要求。
(3)接地极与独立避雷针接地极之间的地下距离不应小于3M(4)防雷保护的接地装置可与一般电气设备的接地装置相连接,并与埋地金属管道相互连接。
(5)专用电气设备的接地应与其他设备的接地以及防雷接地分开,并应单独设置接地装置。
3.叙述两种设备的工作原理、功能、应用
高压熔断器的工作原理:当电路中发生过负荷或短路时,熔体被过负荷或短路电流加热,并在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔断,使电路断开,设备得到了保护。
功能:熔断器是一种保护电器。它串联在电路中,当电路发生短路或过负荷时,熔体熔断,切断故障电路使电气设备免遭损坏,并维持电力系统其余部分的正常工作。
应用:主要应用在电力线路和变压器,互感器上,用于短路保护。
变压器的工作原理:当原线圈(就是本来就有电的那组线圈)中的电流增大时,这个线圈在铁芯中产生的磁场也增强(磁场的方向可以用右手螺旋定则来判断),这时,在副线圈(就是原本没有通电的那组线圈)上就要产生感应电流,感应电流的方向与原线圈中的电流方向相反(这样的结果是副线圈中的电流产生的磁场的方向与原线圈中的电流产生的磁场的方向相反)。当原线圈中的电流在减小时,电流在铁芯上产生的磁场也减弱,这时在副线圈中就产生了与原线圈电流方向相同的电流,这个电流在铁芯上产生的磁场方向与原线圈在铁芯中产生的磁场方向相同。如此变化下去,原线圈中由于电流的改变,就在副线圈中产生了电流。
功能:具有变换电压、变换电流和变换阻抗的作用。
应用:用于远距离输配电的电力变压器,用于局部照明和控制用的控制变压器,用于调节电压的自耦调压器,用于传递信号用的耦合变压器,测量用的仪用变压器,电加工用的电焊变压器等。4.学习本课程的收获
通过学习本课程,使我更加清楚的了解到各种电力设备(变压器,开关设备,互感器,避雷器,绝缘子,电力电容器,电抗器,配用电设备的接地保护等)的基本构造,工作原理及应用范围。有利于我们以后运行维护各种电力设备,使我们在工作中尽量减少犯错误的概率,拓宽了我们的知识面,增加了我们电力专业的知识。5.总结
通过学习本课程,使我系统的认识了各种电力设备,例如变压器,开关设备,互感器,避雷器,绝缘子,电力电容器,电抗器以及配用电设备的接地保护等电力设备。知道了它们的基本构造,外形,工作原理,功能,特性参数,配置原则及应用范围。可以使我们更清楚地掌握这些电力设备的运行规律,可以很快的判断出这些电力设备出现故障的原因,有利于我们以后运行维护它们。
参考文献:
1.孟遂民,孔伟.架空输电线路设计.中国电力出版社,2007.2.李林川,肖峻,张艳霞等.电力系统基础.科学出版社,2009.3.李光辉,江全才等.线路金具.湖北科学技术出版社,2008.4.李兴源等.高压直流输电系统.科学出版社,2010.
第五篇:高电压名词解释
热游离:由气体的热状态引起的游离过程。巴申定律:当气体和电极材料一定时,气息的击穿电压是气体的相对密度和气隙D乘积的函数。
3自持放电:不需要外界游离因素,靠电场本身就能维持的放电。非自持放电:靠外界因素才能维持的放电。电晕放电:是极不均匀电场特有的一种自持放电形式.极性效应:对于电极形状不对称的不均匀电场气隙,如棒—板间隙,棒的极性不同时,间隙的起晕电压和击穿电压各不相同,这种现象叫做极性效应。统计时延:从电压达到Uo的瞬时起到间隙中形成第一个有效电子为止的时间 8放电时延:从第一个有效电子的瞬时起到间隙完全被击穿为止的时间。
9伏秒特性:对某一冲击电压波形,间隙的击穿电压和击穿时间的关系为伏秒特性。50%冲击放电电压:指多次施加某一波形和峰值一定的冲击电压波形时,间隙被击穿的概率为50%。
11累计效应:极不均匀电场中,当作用在固体介质上的电压为幅值较低或作用时间较短的冲击电压时,会在固体介质中形成局部或不完全击穿,这些不完全击穿施加一次击穿电压就向前延伸一步随着加压次数增加介质的击穿电压也随之下降。
12耐压试验:是指在绝缘上施加规定比工作电压高得多的试验电压,直接检验绝缘的耐受情况。
破坏性试验:耐压试验因所加的电压较高,可能是绝缘受到损伤,绝缘存在严重缺陷时还可能使绝缘发生击穿这类试验成为破坏性实验。
13非破坏性试验:绝缘特性试验因所加的电压较低,不会对绝缘造成损伤,故称为非破坏性试验。
14吸收比:是指被试品加压60秒时的绝缘电阻R与加压15秒的绝缘电阻R之比。15泄漏电流:被试品加较高直流电压时,其上所流过的电流。
16电容效应:因回路电流在漏抗上产生的电压降落后被试品上的电压方向相反,从而使被试品上的电压的大小高于电源电压的大小。
17地面落雷密度:指每个雷暴日每平方公里地面上的平均落雷次数。
18阀式避雷器的灭弧电压:指保证避雷器能够在工频续流第一次过零值时灭弧的条件下,允许加在避雷器上的最高工频电压。
19阀式避雷器的保护比:指避雷器的残压与灭弧电压之比。
氧化锌避雷器的额定电压:指避雷器两端之间允许施加的最大工频电压有效值。20感应雷过电压:是由雷击线路附近大地,由于电磁感应在导线上产生的过电压。21直击雷过电压:是指雷直接击中塔杆,壁雷线或导线引起的过电压。
22耐雷水平:雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大电流幅值。
23雷可以击跳闸率:被用作一个综合指标来衡量输电线路的防雷性能。
24建弧率:在线路冲击闪络的总次数中,可能转为稳定工频电弧的比例。
25操作过电压:所指的操作并非下移的开关倒闸操作,应理解为电网参数的突变,它可以因倒闸操作,也可以因故障而引起。
26内过电压倍数:它的父值大小与电网额定电压大致有一定比例关系,通常以系统的最高运行相电压幅值U为基准来计算过电压幅值的倍数K
27消弧线圈的补偿度:电感电流补偿电容电流的百分数称为消弧线圈的补偿度。